中國粉體網(wǎng)訊  相較于傳統(tǒng)的鋰離子電池,，固態(tài)電池能提供更好的續(xù)航能力和安全性，但目前而言,，固態(tài)電池迫于技術(shù)和成本的雙重制約,，距離產(chǎn)業(yè)化仍然需要很長時(shí)間。

光大證券認(rèn)為,，固態(tài)電池有望成為下一代高性能鋰電池,。目前中國大部分的汽車廠商和新能源廠商也在參與固態(tài)電池的研發(fā)。

固態(tài)電池的不同技術(shù)路徑

2019年12月,，工信部發(fā)布《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021-2035年）》（征求意見稿）,，在“實(shí)施電池技術(shù)突破行動”中，加快固態(tài)動力電池技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化被列為“新能源汽車核心技術(shù)攻關(guān)工程”,。這意味著固態(tài)電池有望上升至國家戰(zhàn)略層面,。

固態(tài)電池是以固體材料來代替現(xiàn)有鋰離子電池中使用的液體成分，固態(tài)電解質(zhì)的厚度僅3~4微米,，非常輕薄,，不僅減小了體積，也降低了重量,。

固態(tài)電池的技術(shù)發(fā)展采用逐步顛覆策略,，液態(tài)電解質(zhì)含量逐步下降，全固態(tài)電池是最終形態(tài),。依據(jù)電解質(zhì)分類,，鋰電池可分為液態(tài)、半固態(tài),、準(zhǔn)固態(tài)和全固態(tài)四大類,，其中半固態(tài)、準(zhǔn)固態(tài)和全固態(tài)三種統(tǒng)稱為固態(tài)電池,。

不過,，固態(tài)電池的技術(shù)路線目前仍有很大分歧。

固體電解質(zhì)可大致分為三類：無機(jī)電解質(zhì),、固態(tài)聚合物電解質(zhì),、復(fù)合電解質(zhì)。目前業(yè)內(nèi)比較看好的材料包括固態(tài)聚合物,、硫化物,、氧化物、薄膜等,。

光大證券認(rèn)為,，聚合物固態(tài)電解質(zhì)將率先實(shí)現(xiàn)應(yīng)用，但存在高成本和低電導(dǎo)率兩個致命問題。

目前主流的聚合物固態(tài)電解質(zhì)是聚環(huán)氧乙烷（PEO）電解質(zhì)及其衍生材料,。相比之下,，氧化物固態(tài)電解質(zhì)綜合性能好，進(jìn)展最快,。硫化物固態(tài)電解質(zhì)電導(dǎo)率最高,，研究難度最大，開發(fā)潛力最大,，但如何保持高穩(wěn)定性是一大難題,。高能聚合物體系仍處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，LiPON薄膜型全固態(tài)電池已小批量生產(chǎn),，非薄膜型已嘗試打開消費(fèi)電子市場,。

近年來多家中國企業(yè)建立氧化物固態(tài)電池生產(chǎn)線。

蘇州清陶新能源在江蘇昆山建成投產(chǎn)的固態(tài)鋰電池生產(chǎn)線,，單體能量密度達(dá)400Wh/kg以上,，擬于2020年進(jìn)入動力電池應(yīng)用領(lǐng)域。

輝能科技與南都電源合作建立的國內(nèi)首條1GWh規(guī)模的固態(tài)電池生產(chǎn)線也將于2020年建成,，公司今年4月剛完成D輪融資,，用于加速固態(tài)電池商業(yè)化落地和工廠建設(shè)，輝能在氧化物固態(tài)電池方面取得了一定的成果,。

日韓和歐洲企業(yè)則投入了大量資金進(jìn)行硫化物固態(tài)電解質(zhì)的研究,。

2020年日本豐田計(jì)劃推出搭載硫化物固態(tài)電池的新能源汽車，計(jì)劃于2022年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),。十幾年前豐田已開展固態(tài)電池研發(fā)工作,，不僅獲得了固態(tài)電解質(zhì)材料、固態(tài)電池的制造技術(shù)等方面的專利,，還研發(fā)了一整套的正極材料和硫化物固態(tài)電解質(zhì)材料回收的技術(shù)路線和回收工序,。三星和寶馬也都在研發(fā)硫化物固態(tài)電池的技術(shù)。中國的寧德時(shí)代（300750.SZ）也在這一方向上發(fā)力,。

全固態(tài)電池商業(yè)化還要5~10年

今年3月初,，三星高等研究院（SAIT）與三星日本研究中心（SRJ）在《自然-能源》介紹了其在固態(tài)電池領(lǐng)域的最新進(jìn)展，稱已經(jīng)開發(fā)出一種高性能全固態(tài)電池,。這種電池的循環(huán)壽命超過1000次,，可以讓電動汽車在單次充電的情況下行駛800公里。

豐田也在聯(lián)手松下開發(fā)固態(tài)電池領(lǐng)域技術(shù),；寶馬于2017年開始牽手Soild Power開發(fā)固態(tài)電池,，福特和三星也于去年投資了Solid Power；大眾也表示將在歐洲建廠生產(chǎn)固態(tài)電池,，有望在2024~2025年間實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),。

另一家瞄準(zhǔn)動力電池市場的是戴森,。戴森創(chuàng)始人詹姆斯·戴森表示，向其他車企出售固態(tài)電池是一個進(jìn)入汽車行業(yè)的選項(xiàng),。

光大證券稱,，固態(tài)電池領(lǐng)域已經(jīng)進(jìn)入“軍備競賽”階段，各企業(yè)期望搶占先機(jī)以贏得市場份額,。固態(tài)電池領(lǐng)域市場參與者眾多,，車企、電池企業(yè),、投資機(jī)構(gòu)、科研機(jī)構(gòu)等在資本,、技術(shù),、人才三方面進(jìn)行博弈。隨著越來越多的企業(yè)加入,，固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程不斷加速,，按照目前的發(fā)展情況，2021~2025年固態(tài)電池將實(shí)現(xiàn)初步應(yīng)用,。

不過全固態(tài)電池的商業(yè)化還需要很長時(shí)間,。去年底，寧德時(shí)代一位電池開發(fā)負(fù)責(zé)人曾表示,，全固態(tài)電池實(shí)現(xiàn)商品化要到2030年以后,。

光大證券研報(bào)顯示，固態(tài)電池的工藝路線尚不成熟,，降本仍需過程,，全面產(chǎn)業(yè)化預(yù)計(jì)需要5~10年。例如三星的固態(tài)電池雖然能夠達(dá)到長續(xù)航,，但生產(chǎn)環(huán)境要求苛刻,，銀碳層大規(guī)模生產(chǎn)所需的貴金屬納米銀成本較高，短期產(chǎn)業(yè)化并不現(xiàn)實(shí),。

國內(nèi)固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程正在不斷加速,。

國軒高科2019年推出了半固態(tài)電池的試生產(chǎn)線；贛鋒鋰業(yè)年產(chǎn)億瓦時(shí)級第一代固態(tài)鋰電池研發(fā)中試生產(chǎn)線已建成試產(chǎn),，不久將正式投產(chǎn),；比亞迪也曾表示正在積極推進(jìn)固態(tài)電池項(xiàng)目商用；寧德時(shí)代的全固態(tài)電池還在開發(fā)中,，預(yù)計(jì)2030年后實(shí)現(xiàn)商品化,。

此外，天齊鋰業(yè)2018年開始布局固態(tài)電池,，其參股公司美國Solid Energy主要開發(fā)和生產(chǎn)具有超高能量密度,、超薄鋰金屬電池，開發(fā)電解液和負(fù)極材料。2018年宣布與中科院等機(jī)構(gòu)進(jìn)行固態(tài)電池技術(shù)合作,，目前尚處于實(shí)驗(yàn)試制階段,。鵬輝能源固態(tài)電池處于研發(fā)階段，計(jì)劃在未來2~3年內(nèi)推出固態(tài)電池產(chǎn)品,。

近兩年內(nèi)固態(tài)電池生產(chǎn)線迎來一輪不小的投產(chǎn)潮,，清陶、衛(wèi)藍(lán)新能源,、輝能科技等企業(yè)將建固態(tài)電池生產(chǎn)線,，雖然目前各企業(yè)均未公布固態(tài)電池成本，但此前已有預(yù)測,，固態(tài)電池成本將遠(yuǎn)高于鋰離子電池,，未來固態(tài)電池若想實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，降本則成必然,。

光大證券認(rèn)為,，固態(tài)電池的生產(chǎn)可組合傳統(tǒng)鋰離子電池產(chǎn)業(yè)鏈。與傳統(tǒng)鋰離子電池相比,，固態(tài)電池電芯制備不存在革命性創(chuàng)新,，只是電極和電解質(zhì)制造環(huán)境要求更高，需要在惰性氣體保護(hù)下或在干燥間內(nèi)進(jìn)行,，這與制造超級電容器,、鋰離子電容器等空氣敏感儲能器件的生產(chǎn)環(huán)境相似。

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/山川）

注：圖片非商業(yè)用途,，存在侵權(quán)告知刪除